Пивная химия: в хмельном напитке обнаружены тысячи уникальных молекул

Когда люди начали возделывать землю, они довольно быстро научились варить пиво. Вероятно, из излишков зерна. Пиво быстро полюбилось людям и его изготовление обросло законами и правилами, некоторые из которых нашли отражение в истории человеческой цивилизации.

Люди с древних времён боролись за качество конечного продукта. Даже ряд законов вавилонского царя Хаммурапи был посвящён регуляции продажи пива.

Старейшим документом, регламентирующим производство пива, который действует по сегодняшний день, считается Райнхайтсгебот — баварский закон о чистоте пива 1516 года. Согласно его оригинальному тексту, в производстве пива могут использоваться только три ингредиента: вода, ячмень и хмель.

Конечно же, этот закон касается только пива, произведённого в Германии, да и с веками требования по его соблюдению стали гораздо мягче.

Однако в Германии по-прежнему очень сильны традиции, и отношение к качеству продуктов, пожалуй, одно из самых требовательных в Европе. Поэтому неудивительно, что учёные именно из этой страны решили изучить состав пива, которое можно найти на полках магазинов, со всей серьёзностью.

Они использовали самые современные приборы и методы, чтобы проанализировать сложнейший химический состав 467 видов пива, произведённого в США, Латинской Америке, Европе, Африке и Восточной Азии.

Среди них были простые лагеры, крафтовое и аббатское пиво и многие другие сорта. В качестве основного источника крахмала для ферментации в их состав мог входить как просто ячмень, так и ячмень с добавлением пшеницы, риса или кукурузы.

"Благодаря недавним достижениям в аналитической химии […] мы можем раскрыть сложность [химического состава пива] в беспрецедентных деталях. Сегодня можно легко отследить малейшие изменения химического состава в ходе всего процесса производства пищевых продуктов, чтобы гарантировать их качество и обнаружить фальсификации", — объясняет автор исследования Филипп Шмитт-Копплин (Philippe Schmitt-Kopplin) из Мюнхенского технического университета и Центра имени Гельмгольца.

Используя два мощных метода масс-спектрометрии, учёные обнаружили 7 700 ионов с уникальной массой и формулой. Исследователи идентифицировали липиды, пептиды, нуклеотиды, фенольные соединения, органические кислоты, фосфаты и углеводы.

Поразительно, но около 80% обнаруженных соединений еще не были описаны в базах данных химических веществ.

Учитывая, что каждая из описанных формул может соответствовать 25 разным молекулярным структурам, получается, что учёные обнаружили в пиве десятки тысяч уникальных метаболитов (продуктов трансформации химических соединений).

"Здесь мы раскрываем огромное химическое разнообразие пива с десятками тысяч уникальных молекул. Мы показали, что это многообразие происходит из разнообразия сырья, методов обработки и ферментации", — заключает первый автор работы Стефан Печонка (Stefan Pieczonka) из Мюнхенского технического университета.

Авторы работы также отмечают, что их масс-спектрометрический анализ образца занимает всего десять минут. Они считают, что он может стать новым мощным средством контроля качества в пищевой промышленности.

Действительно, он позволяет идентифицировать каждую молекулу продукта, что и доказали немецкие исследователи в своём эксперименте.

Подробное описание метода и хода исследования было опубликовано 20 июля 2021 года в научном журнале Frontiers in Chemistry.

Ранее мы рассказывали о том, что живот человека может "сварить" своё собственное пиво, а также о том, что учёным удалось сварить пиво без хмеля, но с помощью молекулярных ножниц. Писали мы и о создании полезного пива с пробиотиками.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".